El estudio se realizó entre septiembre y diciembre de 2023 en el municipio de Aguachica, Cesar, ubicado a 162 msnm, con una temperatura promedio de 28 ºC (Gobernación del Cesar, 2023), en las coordenadas geográficas 8º18’21’’ N 73º36’41’’ W (Google Earth, s. f.).

Para estudiar el pH del biol y del suelo se utilizó un medidor portátil impermeable Hanna®, referencia HI98190.

Se tomaron muestras del biol de la cámara de salida de un biodigestor alimentado con estiércol bovino que fue estabilizado durante 5 días; posteriormente, se determinó su grado de acidez.

En esta prueba, una muestra de 20 gramos de tierra seca fue tomada y luego tamizada a ≤ 2 mm. Seguidamente, fue mezclada con 100 ml de agua destilada, manteniéndola en agitación constante durante 2 minutos. La mezcla fue dejada en reposo durante 15 minutos y, finalmente, se tomó la medida en el sobrenadante.

La medición de la salinidad del suelo se llevó a cabo utilizando una solución de 20 g de tierra tamizada y 100 ml de agua destilada. La mezcla se agitó durante 30 minutos, y durante este proceso de agitación se hizo la medición utilizando un conductímetro Hanna®, referencia HI98304.

Para llevar a cabo esta prueba, se tomó como base lo descrito por Ramírez y Mendoza (2008), pero se emplearon en los diferentes bioensayos semillas de pepino (Cucumis sativus) de la variedad Fercon cohombro Poinsett 76, con un poder germinativo del 98 %. Estas semillas fueron seleccionadas debido a su alta sensibilidad frente a los compuestos fitotóxicos de los fertilizantes, lo que las hace adecuadas como indicadores biológicos en pruebas de fitotoxicidad determinadas por bioensayos de germinación (Wang y Keturi, 1990). Se realizaron 5 bioensayos empleando diferentes diluciones con agua destilada y lixiviado, además de un tratamiento de control con agua dura; de igual manera, en 3 de los tratamientos se utilizó el método de las diluciones seriadas.

Se realizó una prueba por triplicado, colocando 15 semillas de pepino (Cucumis sativus) en cajas de Petri sobre papel filtro. Las semillas se separaron entre sí para permitir una adecuada elongación de la radícula y el hipocótilo. Posteriormente, se recolectaron los datos y se calculó la media de cada bioensayo. Los tratamientos se saturaron con 6 ml de dilución cada uno evitando bolsas de aire, asimismo, se empleó la técnica de las diluciones seriadas en los bioensayos B4, B5 y B6 (Tabla 1). Por último, las cajas de Petri fueron selladas con bolsas plásticas para evitar la desecación y la pérdida de humedad, y se mantuvieron en una caja, aisladas de la luz.

Tabla 1
Tratamientos utilizados en la prueba de fitotoxicidad con 6 ml aplicados

Pasados los 5 días de germinación, se contabilizó la cantidad de semillas germinadas en cada tratamiento y con la ayuda de un vernier se midieron la longitud de la radícula y del hipocótilo de cada planta teniendo como criterio germinativo la aparición notable de la radícula. Se calcularon los porcentajes de germinación relativa de las semillas (GRS) y el crecimiento relativo de la radícula (CRR) para así determinar el índice de germinación (IG) de los tratamientos de acuerdo con las ecuaciones (1), (2) y (3) planteadas por Tiquia (2000).

De manera preliminar, se realizaron labores de labranza para facilitar el riego y el desarrollo de nutrientes. Las semillas fueron sembradas a 5 cm de profundidad en el suelo, manteniendo una distancia de 0.8 m entre cada surco y de 0.5 m entre plantas. Durante las etapas fenológicas, se hizo un riguroso manejo del riego para garantizar una adecuada absorción de nutrientes por parte de las plantas. En este experimento se empleó semilla de maíz del híbrido Pioneer como material experimental para garantizar el desarrollo del estudio.

Se utilizó un diseño factorial 3 × 2 con dos factores y 4 réplicas por tratamiento. Los factores fueron “tipo de fertilizante” y “cantidad de micorrizas”. Los niveles del primer factor fueron urea, biol y un control sin fertilizante, mientras que los niveles del segundo factor fueron 0 g y 40 g de micorrizas. Los tratamientos de fertilización evaluados fueron T1. Urea con micorrizas, T2. Biol con micorrizas, T3. Micorrizas, T4. Urea, T5. Biol, y T6. Control (sin fertilizante ni micorrizas). Las micorrizas utilizadas contenían como ingrediente activo los géneros Glomus sp., Scutellospora sp., Acaulospora sp. y Entrophospora sp., con una concentración de 300 esporas por gramo de suelo.

La urea fue aplicada 35, 51 y 67 días después de la siembra en dosis de 20, 15 y 15 g/planta, mientras que las micorrizas (40 g/planta) se aplicaron alrededor de las raíces a los 10 días de germinación. Por otro lado, el lixiviado se aplicó de manera foliar a los 35, 42, 51 y 60 días después de la siembra; las dos primeras dosis fueron de 200 ml y las dos últimas de 100 ml/planta.

Las plantas fueron cosechadas 81 días después de la siembra, posteriormente, se evaluaron la altura y el diámetro del tallo con la ayuda de un flexómetro y un calibrador digital Vernier. De igual manera, se obtuvo el peso de las plantas y de las mazorcas.

Las diferentes variables se analizaron en un ANOVA de dos factores para identificar si había diferencias estadísticamente significativas. Posteriormente, se realizó el análisis de comparación de medias de Tukey (0.05) en el software RStudio, versión 2024.04.0 735.

El pH obtenido del biofertilizante en la salida del biorreactor fue de 6.9, considerándose neutro. Esto es similar a Gil Ramírez et al. (2023), quienes obtuvieron un pH de 6.9 con un biofertilizante de estiércol vacuno. Por otra parte, Solís Muñoz et al. (2022) encontraron valores de pH entre 7.28 y 7.85 en un fertilizante orgánico elaborado a partir de estiércol de ganado enriquecido con guano de isla peruano.

Se registró un pH de 7.85, lo cual tiende a ser un poco alcalino. Según Ortiz et al. (2021), el desarrollo normal del maíz ocurre en un pH entre 5 y 7. Debido a esto, el suelo fue regado de manera rigurosa para evitar la dilución de los tratamientos y así contrarrestar el pH.

Se obtuvo una conductividad de 0.11 dS/m-1, lo que se interpreta como un suelo en condiciones ideales para el cultivo, ya que su valor es inferior a 2 dS/m-1 y se describe como un suelo no salino (Guida-Johnson, 2021).

Índice de germinación. Los resultados obtenidos en la Figura 1 muestran que los bioensayos B2, B4 y B5 arrojaron los resultados más favorables. Esto concuerda con el criterio de Zucconi et al. (1981), que establece que un IG ≥ 80 % indica que la presencia de sustancias fitotóxicas es irrelevante o que están en concentraciones bajas. Flórez et al. (2020) lograron un índice de germinación superior al 80 % en semillas de lechuga al evaluar un fertilizante líquido obtenido a través de fermentación láctica con diluciones entre 0.1 % y 0.001 %. Urriola et al. (2021) reportaron que no hubo presencia de fitotoxicidad en semillas de pepino, obteniendo un índice de germinación de 118 % y 101 % con el tratamiento de estiércol de ave y aserrín, y con el tratamiento compuesto de cáscara de café, estiércol de ave y bovino, respectivamente.

Figura 1
Índice de germinación obtenido en la prueba de fitotoxicidad. Nota: B2: bioensayo con biol, B3: bioensayo con dilución 1:1, B4: bioensayo con dilución 1:10, B5: bioensayo con dilución 1:100, B6: bioensayo con dilución 1:1000.

La Figura 2 muestra diferencias significativas en la altura de las plantas según el fertilizante utilizado. El tratamiento con urea resultó en la altura más baja (1.74 m), lo cual concuerda con Gutiérrez et al. (2022), quienes indican que el sulfato de amonio favorece una mayor altura en comparación con la urea. En contraste, el tratamiento con biol obtuvo un promedio de 2.01 m, lo que podría deberse al contenido de materia orgánica y nitrógeno adecuado para el desarrollo de las plantas. Barzan et al. (2022) sugieren que la altura de las plantas depende de la combinación y cantidad de nitrógeno, mientras que Jiménez et al. (2019) destacan que el estiércol compostado y G. intraradices mejoran la absorción de nutrientes y, por ende, el crecimiento de las plantas.

Figura 2
Altura promedio de la planta por tratamiento. Los datos se presentan como media ± desviación estándar (n = 4). Las letras minúsculas diferentes indican diferencias significativas con p < 0.05 según la prueba de Tukey.

Moreno et al. (2020) reportaron alturas de 2.76 m y 2.75 m en cultivos de maíz chala utilizando biosol y estiércol sólido de porcino. Por otro lado, García et al. (2020) encontraron que una concentración de 80 % de estiércol bovino líquido aplicado de manera foliar producía el mayor promedio de altura (1.97 m) en un cultivo de maíz de la variedad Marginal 28-T. En el estudio de García et al. (2019) no se observaron diferencias significativas en la altura entre el maíz forrajero y el triticale al aplicar urea, estiércol de corral y estiércol de separador de sólidos, con alturas medias de 2.55 m para el maíz y 0.78 m para el triticale. Finalmente, González et al. (2018) encontraron diferencias significativas en la altura de maíz híbrido, obteniendo una altura promedio de 2.9 m con tratamientos de estiércol solarizado y vermicompost.

En los resultados presentados en la Figura 3, no se observaron diferencias significativas entre los tratamientos; el tratamiento de control mostró el valor más bajo (14.01 mm). Sin embargo, el tratamiento con biofertilizante destacó al obtener un promedio de 15.02 mm. Este resultado puede atribuirse a los nutrientes del biol, como nitrógeno, fósforo y potasio, así como a los micronutrientes presentes en cantidades considerables, los cuales benefician a las raíces y, por ende, influyen en el desarrollo del tallo (Gil et al., 2023). Pérez y Álvarez (2021) reportaron resultados más favorables, ya que no encontraron diferencias significativas entre los distintos tratamientos evaluados en un cultivo de maíz criollo. Sin embargo, lograron un mayor diámetro (21.3 mm) con el fertilizante foliar compuesto por 25 % de estiércol vacuno. Por otro lado, Zermeño et al. (2015) observaron un incremento significativo del 10.5 % en el diámetro del tallo al aplicar fertilización biológica a base de algas marinas en un cultivo de maíz híbrido HT-7887. En la investigación de Wilver et al. (2020), se encontraron diferencias significativas en el diámetro del tallo en plantas de algodón fertilizadas con lixiviado de vermicompost de estiércol bovino, en proporciones 1:20 y 1:30, combinado con fertilizante químico. Además, Del Carpio Salas et al. (2021), destacaron una relación significativa entre el diámetro del tallo y el uso de biol en el cultivo de maíz.

Figura 3
Diámetro promedio de la planta por tratamiento. Los datos se presentan como media ± desviación estándar (n = 4). Las letras minúsculas diferentes indican diferencias significativas con p < 0.05 según la prueba de Tukey

Los factores “tipo de fertilizante” y “contenido de micorrizas” no mostraron diferencias significativas entre los tratamientos. El tratamiento control presentó el rendimiento más bajo con 314.4 g. En contraste, el tratamiento con biofertilizante mostró un peso promedio de 394.4 g (Figura 4). Estos resultados coinciden con los hallazgos de Moreno et al. (2020), quienes tampoco encontraron diferencias significativas en el rendimiento del maíz chala, obteniendo pesos promedio con estiércol sólido y biosol de 1.08 kg y 1.07 kg, respectivamente. Según Jiménez et al. (2019), el uso de estiércol con micorrizas mejora la asimilación de nutrientes disponibles en el suelo, lo que favorece una mayor producción de forraje. Ávalos et al. (2018) indican que el estiércol bovino puede generar rendimientos en el forraje de maíz comparables o incluso superiores a los de la fertilización inorgánica. Además, Cruz et al. (2022) señalan que una aplicación adecuada de biol optimiza las propiedades químicas y biológicas del suelo, contribuyendo al aumento de la biomasa con incrementos en los niveles de proteína, fibra y cenizas.

Figura 4
Peso promedio de la planta por tratamiento. Los datos se presentan como media ± desviación estándar (n = 4). Las letras minúsculas diferentes indican diferencias significativas con p < 0.05 según la prueba de Tukey.

En el análisis estadístico no se encontraron diferencias significativas entre los tratamientos (ver Figura 5). El peso de las mazorcas en el tratamiento con biofertilizante fue de 144 g y en el de control fue de 103.04 g, sin que estas diferencias fueran estadísticamente relevantes. Esto podría deberse a la falta de nutrientes en el suelo. Pierre et al. (2023) sugieren que la combinación de micorrizas y biol puede aumentar la producción de maíz en suelos poco fértiles. De igual forma, Moreno et al. (2020) tampoco encontraron diferencias significativas en el peso de la mazorca de maíz chala, siendo el tratamiento con estiércol sólido y fertilizante químico el que mostró un peso promedio de 270 g. Por su parte, Bedoya y Julca (2021) observaron una mejora en el peso con mayores dosis de estiércol vacuno. Finalmente, Ayvar et al. (2020) recomendaron combinar fertilización química y biológica para optimizar la producción de maíz híbrido y reducir el impacto ambiental.

Figura 5
Peso promedio de la mazorca por tratamiento. Los datos se presentan como media ± desviación estándar (n = 4). Las letras minúsculas diferentes indican diferencias significativas con p < 0.05 según la prueba de Tukey.

De acuerdo con los resultados presentados, la aplicación de estiércol bovino en forma de biol es una alternativa para compensar el déficit de nutrientes en las plantas. Según Ortiz et al. (2022), emplear el estiércol bovino como fuente de fertilización es una opción rentable, que disminuye la dependencia de otros fertilizantes. Por esta razón, investigar e implementar diferentes alternativas de fertilización en el maíz promueve la diversificación de estrategias nutricionales. Además, permite desarrollar métodos de fertilización más sostenibles y amigables con el medio ambiente. Pacheco et al. (2022) señalan que determinar la dosis óptima de fertilizante es clave para gestionar adecuadamente la nutrición de los cultivos. Esto puede mejorar significativamente tanto el rendimiento como la calidad de las cosechas.